دانلودمقاله سیستم های اندازه گیری پیشرفته کمپراتور با فرمت ورد  ودر27 صفحه قابل ویرایش

قسمتی از متن مقاله 

توجه  این مقاله بدون شکل می باشد

 

کمپراتورها

کمپراتورها

کمپراتورهاي ابعادي، (مقايسه گرهاي ابعادي) ابزارهايي هستند که در اندازه گيري هاي طولي استفاده مي شوند و ابزارهايي بسيار دقيق هستند. کمپراتور وسيله است که تغيير مکانهاي کوچک را به تغيير مکانهاي قابل رويت تبديل مي نمايد. علاوه بر بزرگنمايي زياد، کمپراتورها بايد شرايط زير را دارا باشند:

1) يک اندازه معين را تکرار نمايند.

2) مقدار بزرگنمايي آنها ثابت باشد.

3) با وارد نمودن نيروي کمي به فکهاي اندازه گير کار نمايند.

4) بزرگنمايي هاي بسيار زياد امکان پذير است.

انواع کمپراتورهاي مورد استفاده در اندازه گيري را مي توان به دسته هاي ذيل تقسيم نمود:

(a مکانيکي (b مکانيکي- نوري (c پنوماتيکي (d الکتريکي (e جابجايي سيال

 

کمپراتورهايي با بزرگنمايي زياد

کمپراتورهايي با حساسيت و بزرگنمايي زياد وجود دارد که براي استفاده در اتاقهاي استاندارد مناسب هستند.

از اين وسايل در مراکز کنترل نيز استفاده مي شود. اين کمپراتورها براي کاليبراسيون سنجه ها طراحي و ساخته شده اند. دو نوع از اين کمپراتورها که بنام سازندگان آنهاست عبارتند از:

کمپراتور بروکس

اصلي که اين مقايسه گر براساس آن کار مي کند، جابجايي حباب يک تراز لوله اي حساس است و به روشي مورد استفاده قرار مي گيرد که بصورت طرح در شکل (1) ، نشان داده شده است. خصوصيت مهم طرح اين دستگاه ، تراز لوله اي حساس و قرار داشتن آن بر روي کي لغزنده سينماتيک است که به تراز اين امکان را مي دهد تا آزادانه شيب صحيح مورد نياز را که بوسيله تفاوت ارتفاع گيجهاي A و B و صفحه ميز گردان بوجود مي آيد، اخذ نمايد.

اين ميز در سطوح بالا و پايين خود کاملا تخت است و دو سطح آن کاملا موازي هستند. سطح پاييني ميز بر روي سطح بالايي پايه قرار دارد و مي تواند بر روي سطح بالايي پايه بچرخد. ترتيب چيدن وقرار گرفتن اجزا به گونه اي است که صفحه فلزي ميز به صورت دقيق در صفحه اي از سطح بالايي خودش قابل چرخاندن است.

در موقع استفاده ، دو سنجه که بايد با يکديگر مقايسه شوند، بر روي صفحه فلزي ميز قرار داده مي شوند و تراز لوله اي روي ستون فولادي با دو پايه غلتکي پايين آورده مي شود، فضاي بين مراکز غلتکهاي آن mm5/17 است. غلتکها بر روي سطوح بالايي سنجه هاي A و B قرار داده مي شوند.

اگر فرض کنيم که A، سنجه مرجع مي باشد، مقدار و جهت انحراف F از شيشه اي در موقعيت A-B به ارتفاع B نسبت به A بستگي دارد. از آنجا که يک تراز لوله اي مقادير را نسبت به افق طبيعي نشان مي دهد، در محاسبات بايد انحراف زاويه اي ميز نسبت به افق طبيعي در نظر گرفته شود. اين عمل بوسيله چرخاندن 180 درجه اي صفحه فلزي انجام مي شود به طوري که در شکل نشان داده شده است. در ابتدا تراز لوله اي کاملا از سنجه ها جدا شده و سپس عمل چرخاندن صورت مي گيرد.

 

 

 

 

 

 

 

 

مقدار خوانده شده دوم در موقعيت B-A بدست مي آيد.

تفاوت ارتفاع

و به ترتيب مقادير خوانده شده در موقعيت هاي A-B و B-A هستند.

کوچکترين تقسيم بندي مقياس دستگاه برابر 2/0 ميکرون مي باشد و مي توان تا 04/0 ميکرون را با تخمين خواند. بنابراين، در نظر گرفتن اثر دوگانه در اين روش مقايسه اي ، امکان يافتن تفاوت در ارتفاع سنجه ها با اندازه 02/0 ميکرون امکان پذير است.

يکي از خصوصيات اين دستگاه که کاملا بي همتاست، آن است که گيجها با يکديگر مقايسه مي شوند و بصورت جدا از هم در نظر گرفته نمي شوند.

بنابراين بايد دو سنجه به حالت تعادل رسيده باشند براي رسيدن به حالت تعادل حرارتي زمان طول سنجه پيشنهاد شده است.

اين دستگاه بصورت تجارتي در اندازه هايي ساخته مي شود که سنجه هاي تا طول 1 متر را مقايسه مي نمايد. اين خاصيت فيزيکي از خواص بي همتاي ديگر اين دستگاه است.

عملکرد اين دستگاه تا حدي آهسته است اما استفاده از آن تحت شرايط صحيح در اتاق استاندارد ، کاملا براي کاليبره کردن سنجه ها مناسب است.

 

کمپراتور نوري- مکانيکي

اين وسيله نيز براي کاليبراسيون سنجه ها در تحت شرايط مناسب اندازه گيري اتاقهاي استاندارد کاربرد دارد .

سادگي و اقتصادي بودن همراه با بزرگنمايي بسيار زياد، با ترکيب حرکت مکانيکي همراه با سيستم نوري در طراحي اين ابزار مدنظر بوده است. طرح سيستم بزرگنمايي مکانيکي در شکل (2- ) نشان داده شده است.

سنجه مرجع ، 8، بين سندان و ميله تويي اندازه گيري قرار داده مي شود و سبب يک حرکت طولي کوچک در بلوک M نسبت به بلوک F مي شود.

 

 

 

 

 

 

 

بلوک ها بوسيله نوارهاي نازک فولادي ، S، به يکديگر و به يک نشانگر متصل شده اند. در انتهاي ديگر نشانگر، حلقه اي قرار گرفته که درون حلقه يک پرده نازک کشيده شده است. حرکت بلوک M باعث انحراف نشانگر مي شود که در حدود 200mm طول دارد. پره نازک انتهاي نشانگر بطور مستقيم ديده نمي شود بلکه فقط مانند يک تصوير نسبت به مقياس حرکت مي نمايد. طرح سيستم نوري مربوط به اين قسمت در شکل (3)‌نشان داده شده است.

 

اين سيستم يک سيستم پرتو افکن ساده است که بزرگنمايي برابر را فراهم مي آورد. پس اگر بزرگنمايي مکانيکي برابر و بزرگنمايي نوري برابر باشد، بزرگنمايي کل برابر است.

 

 

 

 

 

 

مقياس دستگاه براي خواندن مستقيم تا Mm2/0 کاليبره شده و تقسيمات مقياس در حدود mm5 از يکديگر فاصله دارند. بنابراين امکان خواند مقياس با تخمين تا Mm02/0 وجود دارد.

باي توجه شود که اين طراحي يک بزرگنمايي بسيار زياد را رد دو مرحله نسبتا ساده توليد مي نمايد. سطوح تماس سندان و ميله توپي نيز غير عادي است. ادامه بلوک M شامل يک ساچمه ساده است اما سطح سندان شامل يک دسته سه تايي ساچمه است که بصورت مثلث قرار گرفته اند. بنابراين سنجه بصورت صحيح بر روي سندان مي نشيند و نمي تواند موضع غيرصحيح نسبت به خط حرکت بلوک M اختيار نمايد.

 

کمپراتورهاي مکانيکي

ميکروکاتو

يکي از ساده ترين نوع مکانيسم حرکت در اين نوع دستگاه به کار گرفته شده است. طرح اين دستگاه در شکل (4- ) نشان داده شده است.

 

 

 

يک نوار نازک فلزي که در وسط آن يک لوله شيشه اي سبک متصل شده است. از وسط بطور دائم تابيده شده و مارپيچ راست و چپ درست کرده است. يک طرف نوار فلزي به يک پايه قابل تنظيم و طرف ديگر به يک زانوي فنري متصل است که انتهاي ديگر اين زانو به سوزن اندازه گير متصل مي گردد. وقتي که سوزن اندازه گير حرکتي بطرف پايين و يا بالا مي نمايد زانوي فنري، نوار تابيده شده را تغيير طول داده و سبب تابيدن بيشتر و يا باز شدن تاب آن شده و لوله شيشه اي که در مرکز قرار دارد به نسبت مقدار حرکت سوزن اندازه گير و با تغيير طول نوار تابيده شده مي چرخد. ابعاد سطح نوار تابيده شده هميشه کوچک انتخاب مي شود و مقدار آن به بزرگنمايي دستگاه بستگي دارد. مقدار متوسطه اي اين ابعاد است. با استفاده از پايه قابل تنظيم، طول نوار تابيده شود که نسبت مستقيم با بزرگنمايي دستگاه دارد، قابل تنظيم است. سوزن اندازه گيري دستگاه روي واشرهاي، شکاف C شکل سوار شده است و بدين ترتيب مکانسيم دستگاه طوري است که لوله و يا راهنما در آن حرکت نمي کند که خوردگي ايجاد شود بلکه واشر همراه سوزن بالا و پايين مي رود.

اين دستگاه تا بزرگنمايي برابر ساخته شده است.

 

کمپراستور سيگما

نوع ديگر کمپراتور مکانيکي داراي مکانيسمي است که در شکل (5- ) نشان داده شده است. سوزن اندازه گيري که روي دو ديافراگم شيار دار سوار شده ، حرکت را به يک لبه تيز منتقل مي کند. قطعه صليبي شکلي که داراي يک قسمت ثابت و يک قسمت متحرک است در يکي از دو انتهاي قطعه با لبه تير قرار گرفته و قسمت متحرک آن را به يک بازوي شکل که به آن متصل است منتقل مي نمايد. اگر طول موثر بازو I و فاصله قطعه لبه تيز تا مرکز قطعه صليبي شکل که تکيه گاه است مقدار X باشد، مقدار بزرگنمايي اوليه خواهد بود.

در انتهاي بازوي شکل به يک نوار فلزي از جنس فسفر- برنز که به دور يک قرقره به شعاع r پيچيده شده متصل است و عقربه دستگاه نيز به محور قرقره وصل شده است. اگر طول عقربه R باشد، دومين مرحله از بزرگنمايي مقدار را خواهد داشت و جمع کل بزرگنمايي دستگاه است.

بزرگنمايي را با پيچ هاي متصل به قطعه لبه نيز مي توان تنظيم کرد. يعني مقدار X را تغيير داد و همچنين مي توان از قرقره هايي با شعاعهاي مختلف استفاده نمود که باعث تغيير در مقدار بزرگنمايي دستگاه خواهد شد.